Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Принципиальная схема при проведении экспериментов
Рисунок 1 – Исходная принципиальная схем
3. Экспериментальная часть.
3.1. Вычисление индуктивности реле.
По формуле (2.7) методических указаний находим индуктивность реле:
L_р=(t_пр∙R_р)/ln〖I_р/(I_р-I_пр )〗 =(0,1950∙500)/ln〖0,0240/(0,0240-0,015)〗 =99,406 Н.
Результат расчета занесен в таблицу 4.1 раздела «Результаты расчётов».
3.2. Экспериментальная проверка точности расчета индуктивности реле.
Задали напряжение в исследуемой схеме U = 12 В (рис.2) и параметры реле (рис.3).
Рис.2
Рис.3
3.3. Экспериментальная проверка адекватности электронной модели реле.
Установили рассчитанные выше параметры электронной модели реле. Установили ключи К1-К5 в комбинации S = * 0 0 0 0. Запустили процесс моделирования и замкнули ключ К1. На экране осциллографа наблюдаем изменение тока в обмотке реле (красная линия) и состояние контактов реле (черная линия). Осциллограмма показана на рисунке 4.
Рис.4
С помощью клавиши Space (ключ К1) отключили источник U от обмотки реле. Переходный процесс при выключении реле показан на рисунке 5.
Рис.5
Результат измерения времени включения (притяжения) и выключения (отпускания) реле записали в таблицу 4.2 раздела «Результаты расчётов».
3.4. Исследование временных характеристик реле при изменении напряжения источника питания.
Установили значение напряжения источника питания U = Uном = 12 В. Комбинация ключей во время эксперимента S = * 0 0 0 0. Измерили время tпр. и tотп. Изменяя напряжение источника питания U от Uном – 3В до Uном + 3В, повторили измерение времени tпр и tотп. Результаты измерений занесены в таблицу 4.3 раздела «Результаты расчётов».
По результатам эксперимента построены графики tпр. = f(U) и tотп. = f(U).
3.5. Исследование временных параметров при шунтировании обмотки реле резистором.
Комбинация ключей во время эксперимента S = * 1 1 0 0.
Определили из соотношения (4.1) методических указаний номиналы резистора R3. Провели измерения tпр. и tотп. реле при различных значениях сопротивления резистора R3. Заполнили таблицу 4.4 раздела «Результаты расчётов». На основании полученных данных построили графики tпр. = f(R) и tотп. = f(R).
3.6. Исследование временных характеристик реле при шунтировании обмотки конденсатором.
Комбинация ключей во время эксперимента S = * 1 0 1 0.
Устанавливая номиналы емкости конденсатора С из таблицы 4.5, произвели замеры времени tпр. и tотп. реле. Заполнили таблицу 4.5 раздела «Результаты расчётов». На основании полученных данных построили графики tпр. = f(С) и tотп. = f(С).
3.7. Исследование временных характеристик реле при шунтировании обмотки конденсатором и резистором.
Комбинация ключей во время эксперимента S = * 1 0 0 0.
Номинал емкости конденсатора устанавливали так же, как в п.3.6, а номинал резистора R определяется сопротивлением обмотки реле. Заполнили таблицу 4.6 раздела «Результаты расчётов». На основании полученных данных построили графики tпр. = f(С, R) и tотп. = f(С, R).
3.8. Исследование временных характеристик реле при шунтировании обмотки диода.
Комбинация ключей во время эксперимента S = * 0 0 0 1.
Провели измерения времени tпр. и tотп. реле при шунтировании обмотки диодом. Результаты эксперимента записали в таблицу 4.7 раздела «Результаты расчётов».
4. Результаты расчетов
Таблица 4.1
Сравнивая полученные при моделировании результаты (таблица 4.2) с заданными временными характеристиками в таблице 2.1, видим, что tпр.модели ≈ tпр.задано и tотп.модели ≈ tотп.задано, значит электронная модель реле адекватна и дальнейшие эксперименты проводим с ней.
Таблица 4.3
Рис. 6 – График зависимости tпр. = f(U)
Рис. 7 – График зависимости tотп. = f(U)
Таблица 4.4
Рис. 8 – График зависимости tпр. = f(R3)
Рис. 9 – График зависимости tотп. = f(R3)
Таблица 4.5
Рис. 10 – График зависимости tпр. = f(С)
Рис. 11 – График зависимости tотп. = f(С)
Рис. 12 – График зависимости tпр. = f(С, R)
Рис. 13 – График зависимости tотп. = f(С, R)
Таблица 4.7
4 Выводы
В ходе проделанной работы изучили временные характеристики реле постоянного тока в зависимости от способов изменения постоянной времени электрической цепи включения реле. Вычислили индуктивность реле и проверили точность расчета с помощью электронной модели, собранной в программе Electronic Workbench 5.0.
Исследовали временные характеристики реле при изменении напряжения источника питания. Построили графики зависимости времени притяжения и времени отпускания от напряжения источника питания. Из графиков видно, что при увеличении напряжения питания время притяжения уменьшается, а время отпускания увеличивается.
Исследовали временные параметры при шунтировании обмотки реле резистором. Построили графики зависимости времени притяжения и времени отпускания от номинала резистора R3. Из графиков видно, что чем меньше значение сопротивления, тем больше время притяжения, а при выключении сопротивление R3 не влияет на время отпускания. Недостаток схемы – уменьшение общего сопротивления нагрузки.
Исследовали временные характеристики реле при шунтировании обмотки конденсатором. Построили графики зависимости времени притяжения и времени отпускания от номинала конденсатора С. Из графиков видно, что при увеличении емкости конденсатора время отпускания якоря увеличивается, при этом время притяжения практически не изменяется. Недостаток схемы – большие зарядные токи, которые вызывают искрение на контакте К2 при его замыкании.
Исследовали временные характеристики реле при шунтировании обмотки конденсатором и резистором. Построили графики зависимости времени притяжения и времени отпускания от номинала резистора R3 и емкости конденсатора С. Из графиков видно, что при увеличении емкости конденсатора увеличивается время отпускания.
Исследовали временные характеристики реле при шунтировании обмотки диодом. При размыкании цепи за счет электромагнитной энергии, накопленной в обмотке (обратимый переходный процесс), возникают экстратоки, которые замыкаются через диод в проводящем направлении, чем поддерживается убывающий поток и создается замедление реле на отпускание.
О сайте
Ссылка на первоисточник:
http://www.agni-rt.ru/
Поделитесь в соцсетях: